为精准评估二频机抖激光陀螺的角随机游走系数（RWC），基于 LabVIEW 平台开发了一套数据处理系统。通过实现国军标法与 Allan 方差法两种主流算法，验证了二者的等价性；针对国军标法拟合系数偶为负值的问题，从算法逻辑优化入手，结合 LabVIEW 的图形化编程优势，最终实现了系数计算的准确性与稳定性提升，为陀螺性能测试提供了可靠方案。
应用场景
主要应用于惯性导航领域中激光陀螺的性能测试与校准环节。在航天器、舰船等装备的惯性导航系统研发与生产中，需通过精准计算角随机游走系数评估陀螺精度，该系统可高效完成静态测试数据的自动化处理，为陀螺误差分析、性能优化提供数据支撑。
硬件选型
考虑到激光陀螺测试对数据采集精度、环境稳定性的高要求，硬件选型遵循 "高可靠、高兼容、低噪声" 原则：
- 数据采集模块：选用采样率可调（最高支持 1kHz）的模块，确保原始脉冲信号无失真采集，满足国军标法与 Allan 方差法对高频数据的需求；
- 恒温控制装置：维持陀螺工作环境温度波动≤±0.1℃，减少温度漂移对输出信号的干扰；
- 低噪声电源模块：供电纹波≤1mV，避免电源噪声引入额外误差。
选型理由：上述硬件均具备与 LabVIEW 的无缝对接能力，可通过 LabVIEW 的 DAQmx 驱动直接调用，保障数据采集与控制的实时性和稳定性，为后续软件处理提供高质量原始数据。
软件架构
软件基于 LabVIEW 图形化编程平台搭建，采用 "分层模块化" 架构，具体功能实现如下：
- 数据采集层：通过 LabVIEW 的 DAQ 模块与硬件通信，实时采集陀螺输出的脉冲信号，按 1s 间隔存储为时间序列数据，支持数据断点续存，确保 8 小时以上连续测试的数据完整性；
- 数据处理层：内置两大核心算法子 VI（虚拟仪器模块）：
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- 国军标法子 VI：实现样本重构（按\(T_k=2^{k-1}T\)生成新样本）、零偏稳定性计算（基于公式\(B_K(T_k)\)）、最小二乘拟合（拟合公式\(B_K^2(T_k)=a_0+a_1(1/T_k)+a_2(1/T_k)^2\)），最终输出 RWC=\(\sqrt{a_1}\)；
- Allan 方差法子 VI：完成样本分组（按\(\tau= m\tau_0\)重构样本）、方差计算（基于定义式\(\sigma^2(m\tau_0)\)）、多误差项拟合（拟合公式\(\sigma^2(\tau)=\sum_{n=-2}^2 A_n\tau^n\)），解析角随机游走系数\(N=\sqrt{A_{-1}}\)；
- 结果展示层：通过 LabVIEW 的波形图表、数值指示器实时显示拟合曲线、误差分析结果（如拟合精度、系数值），支持数据导出为 Excel 格式，便于后续分析。
架构优点
- 开发高效：LabVIEW 的图形化编程（G 语言）将算法流程转化为直观的框图连线，无需复杂代码编写，工程师可通过拖拽模块快速搭建系统，开发周期缩短 30% 以上；
- 模块化复用：核心子 VI（如 "求数组均值.vi""Allan 方差.vi"）可独立调用，便于后续扩展其他陀螺型号的测试功能；
- 实时性强：支持多线程并行处理，数据采集与处理同步进行，8 小时连续测试的总延迟≤1s；
- 兼容性佳：可直接驱动主流品牌的采集卡、恒温箱等硬件，无需额外开发驱动程序。
架构特点
与传统方案相比，该架构的核心特点在于 "灵活可控"：
- 对比文本编程（如 C++）：LabVIEW 的图形化界面使算法调试更直观，可实时观察样本重构、拟合过程中的中间变量，快速定位计算异常；
- 对比专用测试仪器：支持自定义算法参数（如国军标法的样本间隔、Allan 方差法的分组数），可根据陀螺型号调整处理逻辑，无需受限于固定功能；
- 支持二次开发：通过 LabVIEW 的 API 接口可与 MATLAB 等工具联动，便于引入更复杂的误差建模算法，扩展系统功能。